Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях - Уолтер Гратцер

Мгновение, когда я осознал сходство между выигрышами в игральном автомате и скоплениями мутантов, было восхитительным. Я выбрался с вечеринки, как только представилась возможность (собственной машины у меня не было), а ранним утром следующего дня отправился к себе в лабораторию — комнату, которую я делил с двумя студентами и восемнадцатью кроликами. Свою идею я решил проверить опытным путем — с помощью набора одинаковых бактериальных культур, каждая из которых образовалась делением всего нескольких особей. Дождаться, пока культуры вырастут, в это воскресенье было особенно трудно. В Блумингтоне я почти никого не знал, так что просидел большую часть дня в библиотеке, не в состоянии сосредоточиться ни на одной книге. На следующий день, утром в понедельник, каждая культура насчитывала примерно по миллиарду бактерий. Теперь требовалось сосчитать фаг-резистентных бактерий в каждой. Культуры я смешал с фагами на отдельных пластинках. Мне снова предстояло прождать сутки — но сейчас я, по крайней мере, был загружен преподавательскими делами. Вторник был днем триумфа. В среднем я насчитал по десять резистентных колоний на культуру — кое-где был ноль, а кое-где, как я и надеялся, джекпот. Оставалось поставить контрольный опыт. Я взял множество отдельных культур и все смешал, а потом разбил смесь на маленькие порции и сосчитал резистентные колонии в каждой. Вышло как нельзя лучше: на этот раз общее число резистентных колоний было примерно тем же, но теперь числа для отдельных порций подчинялись случайному распределению — уже без джекпотов.

Так была выяснена причина спонтанных мутаций. Метод стал известен под названием “флуктуационный тест”. Он позволил вывести частоту спонтанных мутаций, а также внес ясность в вопрос о том, откуда берутся такие свойства, как устойчивость к антибиотикам.

Lurid Salvador, A Slot Machine, A Broken Test Tube (Harper and Row, New York, 1985).

Сбить Венеру

Вот выдержка из письма Роберта Оппенгеймера, руководившего в Лос-Аламосе атомным проектом, к Элеонор Рузвельт:

В преддверии испытаний первой атомной бомбы все в Лос-Аламосе были в напряжении. Помню, как однажды утром чуть ли не все участники проекта высыпали на улицу и уставились на яркое тело в небе — его разглядывали сквозь очки, бинокли и вообще все, что попалось под руку. Из Киртланд-Филда отрапортовали, что не располагают перехватчиками, которые позволили бы им приблизиться к объекту. Наш директор службы кадров был астрономом и просто мудрым человеком; в конце концов он явился ко мне в кабинет и спросил, когда мы наконец прекратим наши попытки сбить Венеру. Я рассказываю эту историю, только чтобы подчеркнуть, что даже группа ученых не застрахована от ошибок и паники.

Оппенгеймер (1904–1967) — замечательный физик-теоретик, прославившийся невероятным интеллектом. Рассказывают, что он был страшным человеком, пусть и не без привлекательных черт. Вот зарисовка Мартина Кэмена, дружившего с ним во времена своей докторантуры в Калифорнийском университете в Беркли:

Оппи, как его ласково называли, однажды захватил меня с собой на празднование Нового года в Нью-Йорке к Эстер Кэн, пианистке и сестре известного колумниста Херба Кэна. По пути Оппи вспомнил, что не уверен в адресе — зато уверен, что дом находится на Клэй-стрит и что его номер состоит из двух пар десятичных знаков, каждая из которых делится на семь без остатка, — 1428,2128,2821 или что-то в этом духе. Поэтому мы слонялись по Клэй-стрит, разглядывая таблички, пока наконец не увидели дом Эстер под номером 3528.

Rhodes Richard, The Making of the Atomic Bomb (Simon and Schuster, New York, 1986); Kamen Martin D., Radiant Science, Dark Politics (University of California Press, Berkeley, 1985).

Оживление мертвецов

Открытие электричества подтолкнуло некоторых биологов к мысли, что процессы внутри живых организмов как-то с ним связаны. Вот почему Луиджи Гальвани (1737–1798), профессор медицинской школы в Болонье, стал добиваться реакции на электрические импульсы от физиологического препарата — лягушачьих лапок с прикрепленными к ним седалищным нервом и частью позвоночного столба.

Во время такого опыта ассистент случайно коснулся нерва лезвием скальпеля и с удивлением заметил, что мышцы отозвались конвульсивными подергиваниями. Эффект, как оказалось, имел место лишь тогда, когда пальцы ассистента (надо думать, влажные) касались железных гвоздей, которыми лезвие крепилось к костяной ручке, и электрическая цепь между нервом и землей замыкалась. Затем Гальвани решил посмотреть на действие атмосферного электричества, которым Бенджамин Франклин и другие во время грозы заряжали лейденские банки. Гальвани развесил вдоль железной ограды в саду лягушачьи лапки на медных крючках и, к своему восхищению, смог лично наблюдать, как они подергиваются без видимой причины. (Возник слух, что истинным намерением Гальвани было приготовить суп из лягушачьих лапок для жены-инвалида, а знаменитое наблюдение — всего-навсего побочный продукт этой затеи; на самом же деле жена Гальвани, будучи дочерью знаменитого физиолога, наверняка просто участвовала в опытах мужа.) Гальвани пришел к заключению, что открыл “электрический флюид” — родственный, вероятно, источнику “животного магнетизма”, который Франц Антон Месмер (термин “месмеризм” образован от его имени) и другие пытались продемонстрировать во Франции.

В 1791 году Гальвани опубликовал свои наблюдения и их толкование под заглавием De Viribus Electricitas (“Об электрических силах”), после чего его слава быстро распространилась, к возмущению критически настроенных умов. Главным из них был профессор Университета Павии, физик-скептик Алессандро Вольта (1745–1827). Вольта повторил опыты Гальвани, однако догадался, что объяснения последнего абсурдны, а на самом деле электричество порождается сочетанием железа и меди, разделенных проводящим раствором в мускулах. Далее Вольта заметил, что биметаллическая пара способна порождать несильный электрический ток без какой бы то ни было подзарядки извне, и начал объединять такие пары в ряды, разделяя их кусками бумаги, вымоченной в соли. Это и есть вольтова батарея, которая вскоре попала в руки Хэмфри Дэви в Лондоне. С ее помощью Дэви осуществил электролиз воды (т. е. химическое разложение Н20 на газообразные водород и кислород, которые выделяются на электродах).

Гальвани — определенно человек с ограниченным воображением — так никогда и не отказался от веры в животное электричество. Он был озлоблен неприятием своей теории, смертью жены и политическими преследованиями, которые ему пришлось вынести (Гальвани решительно осуждал завоевание Наполеоном севера Италии, который, под названием Цизальпинской республики, сделался французской сатрапией). Зато его наверняка радовало то, что его идеи об электричестве энергично (пусть и в неверном направлении) продвигались его учеником и племянником Джованни Альдини. Альдини дошел до того, что стал подбирать свеже-отрубленные головы возле гильотины и вставлять электроды в мозг. Это, по его сообщениям, приводило к разным гримасам, подергиванию губ и распахиванию глаз. Вольта, со своей стороны, избегал подобной театральности и добился более широкого признания. Он предъявил свою батарею Французской академии наук в присутствии лично императора, а тот по достоинству оценил ее перспективы и наградил изобретателя золотой медалью. Имя Вольты увековечили в названии единицы напряжения, тогда как имя Гальвани — в названии гальванометра и, более того, в эмоционально окрашенном глаголе “гальванизировать”.

О Гальвани и Вольте пишут часто. Живое и краткое изложение можно найти в книге: Tanford Charles and Reynolds Jacqueline, The Scientific Traveler: A Guide to the People, Places and Institutions of Europe (Wiley, New York, 1992); дополнительные детали даны в работе Fulton J.F. and Cushing H., Annals of Science, 1, 593 (1936).

Вибрионы в Вене

Многие десятилетия подряд реакция агглютинации была краеугольным камнем лабораторной и клинической иммунологии. Методика такая: к взвеси неизвестных бактерий добавляют, к примеру, сыворотку, действующую на какой-нибудь известный вид. Если образуется осадок, который скапливается на дне пробирки, то вопрос, что это за бактерии, можно считать решенным. Культуры неизвестных бактерий следует определять при помощи набора сывороток, изготовленных из препаратов иммунных животных — таких как кролики или, реже, козы и лошади. Препарат из крови конкретного животного может служить стандартной сывороткой многие годы. Реакция была открыта в лаборатории Макса Грубера в Вене его студентом из Англии, Гербертом Эдвардом Даремом. Дарем вспоминает:

Тем памятным утром в ноябре 1894-го мы подготовили сыворотку и бактериальную культуру, которые нам выделил Пфайффер, к опыту по проверке его диагностической реакции in vivo. Профессор Грубер подозвал меня: “Дарем! Идите сюда и посмотрите!” Перед тем как сделать первые инъекции сыворотки и вибрионов (холерных бацилл), он поместил немного образца под микроскоп, и там агглютинацию можно было разглядеть. Несколько дней спустя мы приготовили наши смеси в небольших стерилизованных стеклянных банках; так вышло, что ни одна из них не была стерилизована как следует, и мне пришлось взять несколько стерильных пробирок; поместив туда культуру и сыворотку, я оставил их ненадолго постоять, а потом закричал сам: “Профессор! Идите сюда и посмотрите!” Как образуется осадок, можно было увидеть невооруженным глазом. Так появилось сразу два метода — микроскопический и макроскопический.